冶金炉渣氮化物容量研究的进展

本文总结了近年冶金炉渣氮酸盐容量的研究方法，氮在炉渣中存在形态与炉渣氧分压的关系，炉渣氮化物容量与温度及炉渣成分的关系，并给出设计钢液脱氮渣系的基本原则。     

熔融还原炉内二次燃烧和传热

总结了熔融还原炉内二次燃烧和传热的研究成果，对于转炉采用二次燃烧提高废钢比也有借鉴作用。     

TiO_2直接电解还原过程的研究

采用SEM、EDS、XRD等方法对TiO2直接电化学还原产物进行分析,指出TiO2电极的还原是从外向内由高价到低价再到金属逐步进行的。对还原过程中电流、还原气相产物的分析结果表明:还原过程电流效率低,并且电流效率随电解时间延续而降低,阳极产物CO、CO2与阴极中间产物Ca发生副反应以及副反应产物炭黑造成电流短路是电流效率低的主要原因。提高电流效率的途径有两条:一是增大阴、阳极间距,减小副反应的发生;二是使电解池表面熔盐不断导出,或采取某一隔离措施,使副反应产生的炭黑在阴、阳极之间不造成电流短路。     

烧结过程中CO还原NO的模拟研究

 为了考察烧结过程中烧结矿各主要组分对NO脱除反应的影响,研究了有O2和无O2条件下CO还原NO的反应规律,并在还原性气氛下对烧结矿催化还原NO进行了动力学分析。在500~1 000 ℃,分别以CaO、MgO、Fe2O3和烧结矿为填料层,在固定床石英反应器中研究NO的脱除规律。研究结果表明,不同填料对CO还原NO反应催化作用的强弱顺序为CaO＞烧结矿＞Fe2O3＞MgO。烧结矿作用下,CO体积分数为12%时,NO的转化率可达90%以上,CO还原NO反应的Arrhenius曲线以780 ℃为界分为两段,两段的反应机理不同。反应体系中O2存在时不利于NO还原反应的进行。     

超重力强化分离铜渣中铜的数值模拟及辅助工业设计

由于当前铜冶炼工艺产生的铜渣铜含量比较高,采用传统的电炉贫化技术分离铜液滴时间长、回收率低,因此引入超重力技术对贫化过程进行改善。采用数值模拟的方法,以卧式离心机为模型基础,选用转炉铜渣作为试验对象进行研究,借助COMSOL Multiphysics软件构建模型,模拟铜渣中铜液滴的沉降过程。根据计算结果分析重力系数（G）、温度（T）对不同粒径铜液滴沉降行为的影响。结果表明,在T=1 300 ℃、G=1的条件下,粒径低于80 μm的铜液滴无法自由沉降;在恒定温度下,重力系数以及铜液滴粒径的增加均有利于铜液滴在铜渣中的沉降;温度升高会降低铜渣和铜的黏度,促进二者分离。最后,根据铜液滴的沉降数据,对离心机半径、给料速度等工业参数提出优化建议,以提升铜的回收率,降低企业生产成本。     

CO还原CaO－SiO_2－Al_2O_3－Fe_tO渣系研究

研究了在１７２３Ｋ下ＣＯ还原ＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ａ１_２Ｏ_３－Ｆｅ_ｔＯ渣系。根据ＣＯ_２红外分析仪测定的出口气体中ＣＯ_２浓度变化，计算了炉渣的表现还原速度常数Ｋ_ａ和还原速度常数Ｋ。结果表明，加入Ａｌ_２Ｏ_３，提高了ＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ｆｅ_ｔＯ的Ｋ_ａ和Ｋ值；炉渣碱度不变时，随着Ｆｅ_ｔＯ含量的增加，Ｋ_ａ呈增加趋势，但Ｋ则呈抛物线趋势变化；当ＦｅＯ的光学碱度∧_ＦｅＯ为１．０或０．８７时，Ｋ_ａ随该四元渣系光学碱度的增加而线性增加，而Ｋ则呈递减趋势。用炉渣规则溶液模型计算了ＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ａｌ_２Ｏ_３－Ｆｅ_ｔＯ四元渣系的Ｆｅ_ｔＯ活度ａ_Ｆｅ_ｔＯ。     

氢气氛下半焦有机硫的脱除动力学

研究了半焦颗粒在氢气氛下有机硫脱除的本征动力学行为.实验采用微分反应器,研究结果表明,半焦颗粒的脱硫与气氛、温度和半焦硫含量有关.通过比较粒子反应模型和随机孔模型,粒子反应模型仅适合于处理半焦颗粒氢气气氛脱硫的初始阶段,而随机孔模型符合整个脱硫过程.实验和理论分析揭示了脱硫过程中煤中有机硫形态的转化.     

燃煤过程NOx抑制与脱除技术的现状与进展

根据NOx产生的机理和特点,燃煤过程NOx抑制与脱除技术主要包括无氮燃烧技术、低NOx燃烧技术以及烟气脱硝三类. 本工作综合分析了常见的脱硝技术的特点与发展现状,并介绍了近年来国内外发展的脱硝新工艺和新技术. 无氮燃烧技术和烟气脱硝技术成本较高,现有的低NOx燃烧技术脱硝率较低,需要开发燃烧过程中抑制NOx生成的新技术以适合我国当前的形势. 利用煤燃烧的解耦耦合原理,提出了在钢铁生产烧结过程中抑制NOx生成的新方法.     

煤种对煤与天然气共气化过程的影响

以移动床为反应器,进行煤与天然气共气化热态模拟实验,对无烟煤、瘦煤、肥煤与焦炭进行了对比研究,考察了煤种在不同喷吹参数H2O/CH4/O2时对高温火焰区温度、合成气有效成分H2+CO和H2/CO、以及CH4与水蒸汽转化率的影响. 结果表明,相对于焦炭,煤为原料时,高温火焰区温度略高,粗合成气有效成分H2+CO体积含量较高,且H2/CO更接近于热力学平衡值. 通过不同煤种的实验,可以直接制备H2/CO在1~2之间可调、有效成分H2+CO体积含量大于92%、残留CH4小于2%的粗合成气,CH4转化率超过90%,水蒸汽转化率高达75%. 煤种中高灰分含量有利于煤与天然气共气化过程.     

过滤铸造对高硅铝合金中初晶硅尺寸的控制

初晶硅颗粒的细化是过共晶高硅铝合金制备过程中的一个主要问题。本研究提出了一种通过过滤的方式来获得含有细化初晶硅颗粒的高硅铝合金的方法。在过滤铸造的过程中,过共晶硅铝合金熔体保持在Al-Si二元相图共晶线偏上一点的温度。大颗粒初晶硅被筛网阻拦下来,细小的初晶硅颗粒连同共晶熔体穿过筛网进入下部坩埚冷却结晶。在本研究中通过以上方法所制备的高硅铝合金中硅的质量分数约为27%,初晶硅颗粒的平均直径在45 μm以下,圆度为1.43,布氏硬度为70 HB。通过该方法有望制备出初晶硅颗粒球形度更高、硅含量更高的高硅铝合金产品。